[发明专利]一种基于量子头脑风暴优化算法的分形天线设计方法

说明书

本发明公开了一种基于量子头脑风暴优化算法的分形天线设计方法，包括生成分形天线设计要求，并根据对应的铜形状分形天线的至少两个设计参数作为初始值，对其采用亚方差聚类，获得典型的设计容差的中心值，再采用量子头脑风暴算法关联纠缠交叉获得对应的石墨烯中心值，并进行优化，最终确定误差中心值的真值，输出铜形状对应的石墨烯形状。其中，对初始值通过亚方差聚类算法和量子头脑风暴算法混合处理，并根据量子理论中的高维度的纠缠关联模型的设计优化关系，深度提取隐含的容差特征信息，确认切割尺寸，并提供新的平面演化动力，使算法个体能够逃离局部最优，且解决隔爆设备馈线长同时要求天线暴露面积小的问题。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体为一种基于量子头脑风暴优化算法的分形天线设计方法。

背景技术

煤矿作为高需求能源，国内外都投入了大量人力物力进行采集，但由于矿井作业都在极深的地下，最深可达1000米左右，且矿井安全措施难以达到完善，即使在尽力规范作业的情况下，每年依然都会发生坍塌、透水、瓦斯爆炸等煤矿事故。为此有一种方案是利用机器人下矿，避免人力下矿，就可以实现远程操控，大大减小可能的人员损伤，提高作业安全性。近年开始推广的6G，就能在此时发挥作用，但机器人本身在操作高压挖煤机的同时也会发射各种电磁波，对6G基站造成干扰，为此本发明提出一种特别的分型天线设计方法，以帮助6G天线在隔爆设备中应对高压干扰，以及矿井狭小弯曲空间中特有的电磁波盲点问题。

分形天线常用于卫星电话和特种微博通信，是一种非常紧凑的多波段无线或宽带的6G天线。分形天线的几何结构由Madelbort在1975年定义，常用于各种宽带应用。分形是一种自相似结构，即内部的细分结构与整体结构是不同尺寸的相同几何图形，相比平面辐射器，其优点在于：在任意微小的尺度下，它都具有优良的结构，可以很容易地用传统的欧几里德几何来描述，并且具有简单的递归结构；而在实际应用方面，分形天线能够有效改善输入电阻分布的电容电感，降低反射，不复杂的自相似结构能够降低反射，并且提高了能量的吸收面积，满足了轻量化天线并提高辐射效率的要求。而其缺点在于工艺误差常常很大，导致尺寸变化大，很难达到出厂要求。为此本专利提出一种基于量子头脑风暴优化算法的分型天线设计方法来解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种根据量子理论中的高维度的纠缠关联模型的设计优化关系，深度提取隐含的容差特征信息以确认切割尺寸的基于量子头脑风暴优化算法的分形天线设计方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于量子头脑风暴优化算法的分形天线设计方法，所述分形天线全部或部分使用石墨烯材料制成，并采用如下步骤设计分形天线，包括：

步骤一：生成分形天线的设计要求，并将对应的铜形状分形天线的至少两个设计参数最为初始值；

步骤二：使用亚方差聚类算法对各个设计参数进行亚方差聚类处理，并获取各个设计参数设计容差的中心值；

其中包括：计算各个设计参数的环境适应度值，排序并记录最优个体，将最优最优个体作为设计参数聚类的中心值；

步骤三：采用量子头脑风暴算法关联纠缠交叉各个设计参数聚类后的值，包括：

a、判断各个设计参数是否满足量子头脑风暴算法的终止条件；

b、若不满足，通过量子头脑风暴算法对各个复原参数进行纠缠交叉处理，并转至步骤二；

c、若满足，将各个设计参数导入量子头脑风暴算法中，获得对应的石墨烯形状中心值，并对其进行优化，输出铜形状对应的石墨烯形状。

优选的，部分使用石墨烯材料制成所述分形天线，包括：天线正面采用石墨烯，反面采用铜或者天线中心采用铜，周边采用石墨烯或者在铜制天线上覆盖石墨烯。

优选的，所述分形天线各连接处都使用圆弧过渡。